胡賢國，鄒金杰

（中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 311122）

1 工程概述

1.1 工程概況

紫之隧道工程南起之浦路、之江路，北至紫金港路、西溪路，中間線位繞避西湖景區(qū)界線。工程線路全長約14.14km，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，雙向六車道規(guī)模，含3 座隧道、2 座橋涵，分別為：1 號(hào)隧道4 757m、2 號(hào)隧道4 073m、3 號(hào)隧道4 797m、1 號(hào)橋涵露頭點(diǎn)60m，2 號(hào)橋涵露頭點(diǎn)80m；并在之江路和西溪路各設(shè)置1 對(duì)進(jìn)出匝道。

1.2 建設(shè)條件

1）沿線周邊環(huán)境。項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)位于杭州主城西側(cè)，沿線主要涉及之江度假區(qū)、龍塢景區(qū)、靈竺景區(qū)等?，F(xiàn)狀用地主要為居住、商業(yè)、旅游及教育科研用地。由于工程緊鄰西湖風(fēng)景名勝區(qū)，因此，隧道施工對(duì)環(huán)境的影響要求較高，應(yīng)最大限度地減小對(duì)景區(qū)的影響。

2）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)。工程穿越區(qū)域?qū)俸技魏皆髂隙?，天目山系余脈的低山丘陵地貌，沿線植被覆蓋率超過90%。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結(jié)合測(cè)繪、鉆孔資料，隧道走廊出露的基巖地層有白堊系（K）、泥盆系（D）、志留系（S）；第四系地層有更新統(tǒng)殘坡積層、坡洪積、沖洪積及全新統(tǒng)湖沼相沉積層。

工程區(qū)屬錢塘江水系，北有沿山河，南有五浦河等；沿線地下水主要為孔隙性潛水及基巖裂隙水，具有弱酸型腐蝕性。

2 總體布置

2.1 平面布置

1）主要控制因素。（1）西湖風(fēng)景名勝區(qū)：線位是否穿越景區(qū)，對(duì)環(huán)境影響較大；（2）隧道南北口布置：南、北兩端的進(jìn)出口為本工程唯一的進(jìn)出口，進(jìn)出口的布置決定了工程的系統(tǒng)功能及通行能力。

2）總體線位。前期方案隧道總體線位有直線線位和曲線線位2 個(gè)方案：直線線位穿越西湖風(fēng)景名勝區(qū)，長約9.5km，雖線位最短，線形指標(biāo)好，但對(duì)景區(qū)的影響大，且與西湖申遺的初衷相違背；曲線線位沿景區(qū)控制線外圍布置，長約14.14km，該線位雖長，但避開西湖風(fēng)景名勝區(qū)，對(duì)景區(qū)保護(hù)有利。

根據(jù)前期多輪論證結(jié)果，本工程推薦采用曲線方案，即線位繞避西湖風(fēng)景名勝區(qū)，以減小隧道施工期及運(yùn)營期對(duì)景區(qū)的影響。

3）南口布置。南口先設(shè)置一對(duì)雙向兩車道匝道與之江路銜接，服務(wù)于之江、轉(zhuǎn)塘、錢江新城及之江路沿線區(qū)域；主出入口雙向四車道布置于之浦路，可與之江大橋、杭新景高速及320 國道等進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

4）北口布置。隧道北口設(shè)置一對(duì)平行匝道與西溪路對(duì)接，服務(wù)于西溪、三墩區(qū)域，主線雙向四車道沿紫金港路下方設(shè)置，在下穿唐苗路后出地面，與文一路、文二路、文三路乃至吉鴻快速路和杭長高速進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

2.2 縱斷面布置

根據(jù)確定的平面線位，工程縱斷面布置主要控制因素有五浦河、錢江引水入城暗渠、地鐵3 號(hào)線、西溪天堂車庫通道橋等。結(jié)合上述控制因素，縱斷面總體布置為“W”形，最大縱坡5%位于U 形槽敞口段，最小縱坡0.631%，最大坡長為4 567m。最低點(diǎn)分別位于引水暗渠及地鐵3 號(hào)線（天目山路）下方，最高點(diǎn)位于2 個(gè)“露頭點(diǎn)”處。縱斷面布置如圖1 所示。

2.3 橫斷面布置

隧道主線明挖隧道采用雙孔一管廊矩形結(jié)構(gòu)，暗挖段隧道采用三心圓曲墻拱形斷面形式。

3 總體施工方案

3.1 工程特點(diǎn)

工程特點(diǎn)包括以下幾方面：

1）工程施工場(chǎng)地小，環(huán)境要求高。工程南端明挖段位于杭州之江國家旅游度假區(qū)，且靠近錢塘江杭州飲用水源一級(jí)陸域保護(hù)區(qū)，北端明挖段靠近西溪濕地，周邊度假酒店及住宅小區(qū)多，環(huán)境要求高；中部穿越景區(qū)以及國家森林公園，植被保護(hù)要求高，且用地受到限制。

2）沿線地質(zhì)條件多樣。工程南段為淤泥質(zhì)黏土，其壓縮性高，靈敏度高，含水量高，強(qiáng)度低，具有“三高一低”特征；北端主要為粉質(zhì)黏土及黏土混碎石；中部山嶺段主要為砂巖，強(qiáng)度低，節(jié)理發(fā)育，遇水易軟化。

3）南北兩端建筑物多。南段下穿五浦河、引水暗渠，以及自來水梅靈泵站。北側(cè)紫金港路兩側(cè)及沿線建（構(gòu)）筑物密集，包括汽車西站大廳、苗圃用房、沿山河橋、西溪天堂地下車庫通道橋等。

4）工程工期緊。

3.2 施工方案

鑒于工程沿線地質(zhì)條件特點(diǎn)，TBM 工法需要布置場(chǎng)地較大，且僅適用于硬巖段；盾構(gòu)法僅適用于軟土段，從這2 種工法的地層適用性、經(jīng)濟(jì)性以及工期等因素綜合考慮，本工程中部山嶺段隧道采用靈活性好的鉆爆法施工，兩端采用淺埋暗挖法結(jié)合明挖法施工。

3.3 工區(qū)劃分

本工程結(jié)合隧道總體布置、場(chǎng)地特點(diǎn)以及工期要求，充分利用兩端洞口、匝道洞口以及中部2 個(gè)洞口作為工作面，從南往北共分為6 個(gè)工區(qū)，如圖2 所示。

圖1 隧道縱斷面布置圖

圖2 工區(qū)劃分圖

4 機(jī)電與防災(zāi)救援設(shè)計(jì)

4.1 通風(fēng)系統(tǒng)

1）工程通風(fēng)特點(diǎn)：（1）本工程3 座隧道長度均超過4 000m，屬特長城市隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，2035 年，單洞預(yù)測(cè)交通量2 300pcu/h；（2）隧道露頭點(diǎn)洞口間距小，其中1 號(hào)、2 號(hào)洞口間距最小為60m，且位于山坳間，污染物在洞口間易串流；（3）兩端洞口環(huán)境敏感度高，南端靠近杭州錢塘江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)陸域范圍，北端有西溪濕地及多家高檔酒店、小區(qū)等。（4）1 號(hào)隧道匝道位置居中，平面呈“Y”形，為主隧道的新風(fēng)補(bǔ)入和排風(fēng)分流提供了較為有利的條件；3 號(hào)隧道匝道洞口離西溪路距離近，受交通信號(hào)燈的限制，出口匝道滯留車輛污染物的排放將直接影響進(jìn)口匝道進(jìn)風(fēng)空氣的品質(zhì)，同時(shí)也加劇了匝道內(nèi)污染物濃度的增高，是工程通風(fēng)的難點(diǎn)。

2）通風(fēng)方案：通風(fēng)方式不僅要考慮隧道長度和交通條件，同時(shí)還要考慮地形、氣象、洞口環(huán)境敏感度等因素[1]。經(jīng)過綜合論證，本工程采取豎井送排+縱向射流風(fēng)機(jī)組合的分段縱向通風(fēng)方式。

4.2 給排水與消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)包括室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、水成膜泡沫滅火系統(tǒng)并配置滅火器和七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。在2 號(hào)隧道東側(cè)的山體上設(shè)置高位消防水池，供隧道群的消防用水。

4.3 供配電系統(tǒng)

隧道從兩端變電所分別接引一路10kV 專線電源，供電電壓采用10kV 電壓等級(jí)，系統(tǒng)為10kV/0.4kV 兩級(jí)電壓供電。

供電方案采用混合分區(qū)供電方案，工程全線以2 號(hào)隧道中心為界劃分2 個(gè)供電分區(qū)，2 個(gè)環(huán)網(wǎng)供電。供電網(wǎng)絡(luò)采用小環(huán)串接+聯(lián)絡(luò)開關(guān)方案，近期僅預(yù)留環(huán)網(wǎng)接線土建實(shí)施條件，遠(yuǎn)期根據(jù)電網(wǎng)容量和用電負(fù)荷需求進(jìn)行增容改造及實(shí)施環(huán)網(wǎng)接線。

4.4 監(jiān)控系統(tǒng)

隧道監(jiān)控模式為一級(jí)管理、三級(jí)控制。一級(jí)管理：隧道在南口設(shè)置一處管理用房，實(shí)行運(yùn)營集中控制管理；三級(jí)控制：控制分為主控制級(jí)、分控制級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)。

4.5 防災(zāi)救援系統(tǒng)

1）工程防災(zāi)特點(diǎn)：（1）本工程由3 座特長隧道組成；（2）相鄰隧道間距小，隧道兩端除匝道進(jìn)出口外，中間露頭點(diǎn)與周邊交通無溝通。

2）防災(zāi)救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)：鑒于以上特點(diǎn)，隧道防災(zāi)救援系統(tǒng)按隧道群進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）全線隧道的防災(zāi)系統(tǒng)按一體化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一管理，聯(lián)動(dòng)控制；（2）人行橫通道間距按250m 設(shè)置，車行兼人行橫通道間距按500m 設(shè)置；隧道2 個(gè)露頭點(diǎn)設(shè)置回轉(zhuǎn)車道。

5 景觀設(shè)計(jì)

工程靠近西湖，南臨錢塘江，北靠西溪濕地，對(duì)景觀環(huán)境要求高。隧道出入口的設(shè)計(jì)應(yīng)充分兼顧周邊自然人文環(huán)境，分別萃取錢塘江“浪潮”和西溪濕地“水”等元素進(jìn)行設(shè)計(jì)，將城市重要區(qū)域節(jié)點(diǎn)更加形象化。

6 結(jié)語

隨著城市交通建設(shè)的發(fā)展，城市隧道的建設(shè)條件越來越復(fù)雜。單純的山嶺隧道或軟土隧道已經(jīng)越來越少，軟硬結(jié)合的隧道建設(shè)方式越來越多，且周邊建（構(gòu)）筑物較多，工程實(shí)施難度大。本文結(jié)合紫之隧道的建設(shè)條件，對(duì)工程總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了回顧總結(jié)，希望對(duì)類似工程有一定的借鑒作用。